(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に、外気入口から被空調室の給気ダクトが接続される給気口に至る給気流路と、前記被空調室からの還気ダクトが接続される還気口から外部排気口に至る還気流路とが仕切板によって、前記給気流路を上部に還気流路を下部に区画されて具備され、かつ、前記給気流路に設けた給気側熱交換器及び加湿器と前記還気流路に設けた還気側熱交換器に対して圧縮機からの冷媒を前記還気側熱交換器と給気側熱交換器の順、または、その逆に流通せしめて前記被空調室に対する冷房運転と暖房運転を切り換えて行うように構成したヒートポンプ式空気調和装置において、
前記給気側熱交換器及び加湿器の下方に設けたドレンパンと、該ドレンパンで捕集した水を受け入れて溜めておく前記還気流路内に配された貯水槽を備え、前記圧縮機からの冷媒を前記還気側熱交換器と給気側熱交換器に流通せしめる冷媒配管を前記貯水槽の水中内に螺旋状に沈められた状態で通過させて配設するとともに、
前記貯水槽には、前記ドレンパンの底部に一端を接続しているドレンホースが前記仕切板を経て接続され、該ドレンパンで捕集されたドレン水を貯水槽内に自然落下により溜めるようにするため、ドレンパンの底部に一端を接続しているドレンホースの他端が該貯水槽に接続されて成り、
更に、前記貯水槽には、還気側熱交換器の下方に設けたドレンパンにドレンホースを接続し、ドレンパンで捕集したドレン水を該ドレンホースを通じて戻すことができるように、ドレンホースが接続されていることを特徴とするヒートポンプ式空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷媒回路の切り換え操作により冷房運転と暖房運転を択一的に行うことができるヒートポンプ式空気調和装置に関するものであり、特に、冷却除湿時の凝縮水、及び、加湿時の余剰水を活用して冷凍サイクルの効率化を図ることができるようにしたヒートポンプ式空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
外気導入タイプのヒートポンプ式空気調和装置においては、冷房運転時に給気側熱交換器が蒸発器として作用し、導入した外気中の余剰水が冷却によって凝縮され、該凝縮した水はドレン水として外部に排出されるようになっている。一方、暖房運転時には、給気側熱交換器の下流側に加湿器を配設し、該加湿器に加湿用水を滴下し、余剰水はドレン水として外部に排出されるようになっている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。また、外部に排出された凝縮水は、特に利用されていないのが現状である。
【特許文献１】特許第３９４５３０１号公報
【特許文献２】特開２００３−４２４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したように、従来における外気導入タイプのヒートポンプ式空気調和装置は、冷房運転時に凝縮した水、及び、加湿器で使用された余剰水はドレン水として外部に排出され、特に利用されていなかった。
【０００４】
そこで、従来、外部に捨てられていた凝縮水及び余剰水等を活用して冷凍サイクルの高効率化を図るヒートポンプ式空気調和装置を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、ケーシング内に、外気入口から被空調室の給気ダクトが接続される給気口に至る給気流路と、前記被空調室からの還気ダクトが接続される還気口から外部排気口に至る還気流路とが仕切板によって、前記給気流路を上部に還気流路を下部に区画されて具備され、かつ、前記給気流路に設けた給気側熱交換器及び加湿器と前記還気流路に設けた還気側熱交換器に対して圧縮機からの冷媒を前記還気側熱交換器と給気側熱交換器の順、または、その逆に流通せしめて前記被空調室に対する冷房運転と暖房運転を切り換えて行うように構成したヒートポンプ式空気調和装置において、
前記給気側熱交換器及び加湿器の下方に設けたドレンパンと、該ドレンパンで捕集した水を受け入れて溜めておく前記還気流路内に配された貯水槽を備え、前記圧縮機からの冷媒を前記還気側熱交換器と給気側熱交換器に流通せしめる冷媒配管を前記貯水槽の水中内に螺旋状に沈められた状態で通過させて配設するとともに、
前記貯水槽には、前記ドレンパンの底部に一端を接続しているドレンホースが前記仕切板を経て接続され、該ドレンパンで捕集されたドレン水を貯水槽内に自然落下により溜めるようにするため、ドレンパンの底部に一端を接続しているドレンホースの他端が該貯水槽に接続されて成り、
更に、前記貯水槽には、還気側熱交換器の下方に設けたドレンパンにドレンホースを接続し、ドレンパンで捕集したドレン水を該ドレンホースを通じて戻すことができるように、ドレンホースが接続されているヒートポンプ式空気調和装置を提供する。
【０００６】
この構成によれば、暖房運転時には、圧縮機からの冷媒が四方弁等を介して給気側熱交換器に送られ、給気流路を流過する空気との熱交換によって凝縮して給気側流路内の空気を加熱する。また、凝縮した冷媒は、貯水槽内に設けられた冷媒配管内を流れて還気側熱交換器に送られ、該還気側熱交換器で蒸発されて還気流路内を通過する空気の熱を奪い、その後、アキュムレータ等に送られて気液分離されて圧縮機に戻される。なお、給気側熱交換器にて加熱された空気は被空調室に送られる。
【０００７】
一方、冷房運転時には、圧縮機からの冷媒が四方弁等を介して還気側熱交換器に送られ、還気流路を流過する空気との熱交換により凝縮される。また、凝縮された冷媒は、貯水
槽内の冷媒配管内を流れて給気側熱交換器に送られ、該給気側熱交換器で蒸発されて給気流路内を通過する空気の熱を奪い、その後、アキュムレータ等に送られて気液分離されて圧縮機に戻される。なお、給気側熱交換器にて冷却された空気は被空調室に送られる。
【０００８】
したがって、給気側熱交換器または還気側熱交換器で凝縮された冷媒は、貯水槽の水中内に配設された冷媒配管内を通り、該冷媒配管内で一部が熱交換された後、還気側熱交換器または給気側熱交換器に送られ、該還気側熱交換器または給気側熱交換器において蒸発せられた後、気液分離されて圧縮機に戻される。
【００１０】
この構成によれば、給気側で発生した凝縮水、加湿余剰水等のドレン水をドレンパンで捕集して該貯水槽に蓄えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明は、吸気側熱交換器または還気側熱交換器で凝縮されて還気側熱交換器または吸気側熱交換器に送られる冷媒は、ドレンパンで捕集して溜められた貯水槽内の水で熱交換されて冷却した後、還気側熱交換器または吸気側熱交換器に送られるので、冷凍サイクルの高効率化を安価に実現することができる。そして、上記圧縮機からの冷媒を前記還気側熱交換器と給気側熱交換器に流通せしめる冷媒配管を前記貯水槽の水中内に螺旋状に沈められた状態で通過させて配設するから、冷媒配管内を流れる冷媒の熱が該貯水槽内の水と効率よく熱交換して下げることができるので、一層冷凍サイクルの高効率化を向上させることができる。
【００１２】
この発明は、給気側で発生した凝縮水と加湿余剰水の両方の水を有効活用するので、上記の効果に加えて、冷凍サイクルの高効率化をさらに安価に実現することができる。また、貯水槽には、前記ドレンパンの底部に一端を接続しているドレンホースが前記仕切板を経て接続され、該ドレンパンで捕集されたドレン水を貯水槽内に自然落下により溜めるようにするため、ドレンパンの底部に一端を接続しているドレンホースの他端が該貯水層に接続されて成り、更に、前記貯水槽には、一端を還気側熱交換器の下方に設けたドレンパンで捕集した凝縮水及び余剰水をドレンホースを通じて戻すことができるようにドレンホースが接続されているので、給気側熱交換器の下方のドレンパン及び還気側熱交換器の下方のドレンパン双方で生じた凝縮水及び余剰水を存分に有効活用することができ、冷凍サイクルの高効率化をコストダウンして完遂することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
外部に捨てられていた凝縮水分等を活用して冷凍サイクルの高効率化を図るという目的を達成するために、ケーシング内に、外気入口から被空調室の給気ダクトが接続される給気口に至る給気流路と、前記被空調室からの還気ダクトが接続される還気口から外部排気口に至る還気流路とを有し、かつ、前記給気流路に設けた給気側熱交換器と前記還気流路に設けた還気側熱交換器に対して圧縮機からの冷媒を前記還気側熱交換器と給気側熱交換器の順、または、その逆に流通せしめて前記被空調室に対する冷房運転と暖房運転を切り換えて行うように構成したヒートポンプ式空気調和装置において、前記給気側熱交換器の下方に設けたドレンパンと、該ドレンパンで捕集した水を受け入れて溜めておく貯水槽を備えるとともに、前記圧縮機からの冷媒を前記還気側熱交換器と給気側熱交換器に流通せしめる冷媒配管を前記貯水槽の水中内に通して設けたことにより実現した。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明のヒートポンプ式空気調和装置について、好適な実施例をあげて説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係るヒートポンプ式空気調和装置の構成を示す系統図である。図１において、ケーシング１内には、外気入口２から被空調室の給気ダクト(図示せず)が接続される給気口３に至る給気流路４と、該被空調室からの還気ダクトが接続される還気口５から外部への排気口６に至る還気流路７とが仕切板８によって区画されている。
【００１６】
前記給気流路４には、外気入口２側から給気口３に向かって順に、給気側熱交換器９、加湿器１０、送風機１１を設けてある。また、給気側熱交換器９及び加湿器１０の下方には、該給気側熱交換器９と加湿器１０に跨ってドレンパン２０ａを設けてあり、該該給気側熱交換器９側で発生した凝縮水及び加湿器１０での余剰水を該ドレンパン２０ａで捕集
できるようになっている。
【００１７】
一方、前記還気流路７には、還気口５から排気口６に向かって順に、還気側熱交換器１２、送風機１３を設けてある。また、前記還気流路７における還気口５と還気側熱交換器１２との間には、冷媒回路の圧縮機１４を設けてある。該圧縮機１４からの冷媒は、給気側熱交換器９と還気側熱交換器１２を、この順に、また、その逆となるように四方切換弁１５により切り換えて供給され、アキュムレータ１６を介して圧縮機１４に戻される構成となっており、上記四方切換弁１５の切り換えによって暖房運転と冷房運転が切り換えられるようになっている。なお、これら上記圧縮機１４、四方切換弁１５、及び、アキュムレータ１６は、他の位置に設ける場合もある。
【００１８】
また、還気流路７側には、貯水槽２１を設けてあるとともに、該貯水槽２１、及び、還気側熱交換器１２、アキュムレータ１６、圧縮機１４、四方切換弁１５の各下方に跨ってドレンパン２０ｂを設け、該還気側熱交換器１２側で発生した凝縮水等を該ドレンパン２０ｂで捕集できるようになっている。
【００１９】
前記貯水槽２１には、圧縮機１４からの冷媒を還気側熱交換器１２と給気側熱交換器９に流通せしめる冷媒配管２３が水中に螺旋状に沈められた状態で配設されている。該冷媒配管２３は、該冷媒配管２３内を流れる冷媒の熱を該貯水槽２１内の水と効率良く熱交換して下げることができるようになっている。
【００２０】
また、前記貯水槽２１には、一端をドレンパン２０ａの底部に接続しているドレンホース２２ａの他端が仕切板８を経て接続されており、該ドレンパン２０ａで捕集されたドレン水を貯水槽２１内に自然落下により溜めて、冷却水として使用することができるようになっている。さらに、貯水槽２１には、一端をドレンパン２０ｂの底部に接続しているドレンホース２２ｂの他端が接続されており、ドレンパン２０ｂで捕集された凝縮水及び余剰水を貯水槽２１内に戻すことができるようになっている。なお、ドレンパン２０ｂからの凝縮水を貯水槽２１に自然落下により流して戻すことができない場合は、ドレンホース２２ｂの途中に、適宜、送水用のポンプを設ける。また、余剰水が不足するような場合は、水道水を貯水槽２１に供給して補う。
【００２１】
なお、図１中において、符号１７ａ、１７ｂはそれぞれ給気側熱交換器９用の膨張弁と還気側熱交換器１２用の膨張弁であり、１８ａ、１８ｂはそれぞれ給気側熱交換器９用の逆止弁と還気側熱交換器１２用の逆止弁である。また、１９ａ、１９ｂはそれぞれ膨張弁１７ａ，１７ｂを制御する給気側熱交換器９用の感温筒と還気側熱交換器１２用の感温筒を示している。
【００２２】
次に、このように構成されたヒートポンプ式空気調和装置の動作を説明する。まず、暖房運転時には、図１中に破線矢印で示されるように、圧縮機１４からの冷媒が四方弁１５を介して給気側熱交換器９に送られ、給気流路４を流過する空気との熱交換によって凝縮して給気側流路４内の空気を加熱する。また、凝縮した冷媒は、貯水槽２１の水中に配設されている冷媒配管２３内を通って還気側熱交換器１２に送られ、該還気側熱交換器１２で蒸発させられて還気流路７内を通過する空気の熱を奪い、その後、アキュムレータ１６に送られ、該アキュムレータ１６にて気液分離されて圧縮機１４に戻される。なお、給気側熱交換器９にて加熱された空気は被空調室に送られる。また、ここでの貯水槽２１内の水温は、冬季暖房運転時の加湿余剰水の温度にほぼ等しく、約１５〜２５℃で、給気側熱交換器９から還気側熱交換器１２に向かって送り出される冷媒の温度は約３０〜４０℃となる。そして、貯水槽２１の冷媒配管２３内を冷媒が流れるとき、該冷媒は８０パーセント程の熱が奪われ、温度が２４〜３２℃に下がった状態で還気側熱交換器１２に送り込まれる。
【００２３】
一方、冷房運転時には、図１中に実線矢印で示されるように、圧縮機１４からの冷媒が四方弁１５を介して還気側熱交換器１２に送られ、還気流路７を流過する空気との熱交換により凝縮される。また、凝縮された冷媒は、貯水槽２１内の冷媒配管２３を通って給気側熱交換器９に送られ、該給気側熱交換器９で蒸発させられて給気流路４内を流過する空気の熱を奪い冷却し、その後、アキュムレータ１６に送られ、該アキュムレータ１６にて気液分離されて圧縮機１４に戻される。なお、給気側熱交換器９にて冷却された空気は被空調室に送られる。また、ここでの貯水槽２１内の水温は、夏季冷房運転時の凝縮水の温度にほぼ等しく、約１５〜２５℃で、還気側熱交換器１２から給気側熱交換器９に向かって送り出される冷媒の温度は約４０〜５０℃となる。そして、貯水槽２１も冷媒配管２３内を冷媒が流れるとき、冷媒は８０パーセント程の熱が奪われ、温度が３２〜４０℃に下がった状態で給気側熱交換器１２に送り込まれる。
【００２４】
したがって、この実施例のヒートポンプ式空気調和装置によれば、給気側熱交換器９または還気側熱交換器１２で凝縮され、還気側熱交換器１２または給気側熱交換器９に送られる冷媒は、従来、利用されずにそのまま捨てられていた冷却除湿時の凝縮水や加湿時の余剰水をドレンパン２０ａ，２０ｂで捕集して溜めた貯水槽２１内で熱交換して冷却された後、還気側熱交換器１２または給気側熱交換器９に送るようにしているので、冷凍サイクルの高効率化を安価に実現することができることになる。
【００２５】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るヒートポンプ式空気調和装置の構成を示す系統図。
【符号の説明】
【００２７】
１      ケーシング
２      外気入口
３      給気口
４      給気流路
５      還気口
６      排気口
７      還気流路
８      仕切板
９      給気側熱交換器
１０    加湿器
１１    送風機
１２    還気側熱交換器
１３    送風機
１４    圧縮機
１５    四方切換弁
１６    アキュムレータ
２０ａ  ドレパン
２０ｂ  ドレンパン
２１    貯水槽
２２ａ  ドレンホース
２２ｂ  ドレンホース
２３    冷媒配管
【図１】
0005268136.tif 000002